JPS5932802Y2 - 油田用地下ボイラの制御機器保護装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は油田用地下ボイラの制御機器保護装置に関する
ものである。

粘性の高い油田においては加熱流体を油層に圧入するこ
とにより産油能力を向上し得るが、加熱流体の供給を効
率的にしかつ環境汚染を防止するため、採油井の附近に
ボイラ挿入弁を設け、このボイラ挿入弁に地下ボイラを
設置して、油層内で加熱流体を発生せしめ直接油層に圧
入することが考えられている。

このボイラの附近温度は３７０℃位にまで上昇するが、
この高熱に対処するためボイラに供給する水、燃料、空
気等の流量、圧力の制御機器操作部を地上に設置したの
では、ボイラの位置が時には地下１５００ ｍにもなる
ため、時間おくれが大となり、ボイラの負荷変動に全く
追従できず、用をなさなくなる。

そこで制御機器の熱に極めて弱いコントローラ、リレー
等の中枢部を地上に置き、検出部および操作部をボイラ
の本体および本体附近に設置し、これらの間を電線でつ
なぐ方式がとられる。

然しこれら地下に設置される制御機器の検出部および操
作部も周囲の熱による損傷により、永持ちせずボイラの
長期に亙る連続運転は困難であった。

本考案は、特別の装置を要しないで、ボイラに供給され
る水または空気を利用してこれら地下に設置される制御
機器を周囲の熱から保護できる油田用地下ボイラの制御
機器保護装置を提案しようとするものである。

すなわち、本考案の油田用地下ボイラの制御機器保護装
置は、坑井内に設けられ、油層に加熱流体を圧入する油
田用地下ボイラにおいて、ボイラの本体および本体附近
に設置される制御機器を夫々保護ケースに収容し、ボイ
ラの給水経路または空気供給経路にボイラの手前から分
岐して設けた分岐管をこの保護ケースに連通せしめたも
のであって、以下その実施例を図面に基いて説明する。

第１図において１は油層で、地表２側から複数本の坑井
が堀られている。

すなわち図においては２本の坑井を示し、一方をボイラ
挿入弁３、他方を採油井４としている。

両井３，４の下部には多数の貫通孔５，６が設けられる
。

７は油田用地下ボイラで、ボイラ挿入弁３に吊下げ式で
挿入されて貫通ＪＬ５の部分に位置している。

この油田用地下ボイラ７には、ポンプ８を有する燃料供
給管９と、コンプレッサ１０ならびにリザーバ１１を有
する空気供給管１２と、給水ポンプ１３を有する給水１
４とが前記ボイラ挿入弁３を通して接続している。

前記採油井４には、採油ポンプ１５を有する原油輸送管
１６が挿入される。

前記油田用地下ボイラ７は第２図に示すように、小径部
が下位のアンプル形状の水冷壁１７を有し、この水冷壁
１７内で上位大径部を加圧燃焼方式の燃焼室１８に形成
すると共に、小径部下端に多数の燃焼ガス噴射孔１９を
設けている。

前記水冷壁１７の下端に燃焼室１８に向くバーナ２０が
設けられ、このバーナ２０に燃料供給管９と空気供給管
１２とが連通ずる。

前記水冷壁１７を囲むように類似形状の外壁２１が設け
られ、両壁１７，２１の間に水室２２を形成している。

外壁２１は前記バーナ２０やスペーサ３７などを介して
前記水冷壁１７に一体化され、また水室２２の上端には
前記給水管１４が連通ずる。

そして外壁２１の小径部下端は、前記燃焼ガス噴射孔１
９群の上方において開口２３シている。

２４は外壁２１の小径部に固着した蒸気ドラム外壁で、
その内側に蒸気ドラム内壁２５を設けて両壁２４，２５
間に加熱流体室２６を形成している。

蒸気ドラム内壁２５内に形成される蒸気ドラム室２７内
に前記開口２３が位置し、これより水室２２と連通して
ボイラ水２８を貯え得るべく構成してあり、さらにボイ
ラ水２８内に前記燃焼ガス噴射孔１９群が位置している
。

２９は蒸気ドラム室２７の下端に連通すべく蒸気ドラム
内壁２５に取付けたブロー兼リリーフバルブ、３０は逆
止弁である。

３１は蒸気ドラム室２７の上端と加熱流体室２６の上端
とを連通ずる加熱流体導管で逆止弁３２を有し周方向に
複数本設けられている。

３３は加熱流体噴射孔で、蒸気ドラム外壁２４に多数設
けられる。

３４は燃焼ガス、３５は燃焼ガス３４と蒸気との混合流
体である加熱流体を示す。

３６はボイラの位置決めと坑井上方への加熱流体の噴出
を防止するためのガイドリング、３７は小径部防振用の
スペーサを示す。

３８．３９．４０は燃焼室１８を囲む水室２２の直上で
、前記燃料供給管９、空気供給管１２および給水管１４
に夫々設けた流量制御弁、４１は蒸気ドラム室２７と加
熱流体室２６との上部間を連通せしめる前記加熱流体導
管３１に設けた蒸気ドラム圧力制御弁、４２は前記加熱
流体室２６内に設けた蒸気ドラム室２７内の水位検出器
であって、いづれも地上に設けたコントローラ、リレー
等の制御機器中枢部に連結されている。

これら制御弁３８．３９．４０．４１および水位検出器
の一部は夫々保護ケース４３内に収容されている。

４４は燃焼室１８から十分離れた上方で給水管１４から
分岐する冷却水用の分岐管であって、流量調節弁４５を
有し、下方に延び、水室２２および加熱流体室２６を夫
々上下に貫通して加熱流体室２６の下端外で逆止弁４６
を介して開口している。

分岐管４４は途中で前記保護ケース４３に夫々連通して
冷却水を供給する。

４７は分岐管４４の再分岐管であって、空気供給管１２
および燃料供給管９の流量制御弁保護ケース４３を給水
管１４の流量制御弁保護ケース４３と並列に分岐管４４
に連通せしめている。

分岐管４４の流量調節弁４５はボイラ本体から十分離れ
ているので、別に冷却手段を必要としない。

油田用地下ボイラ７はボイラ挿入弁３内を吊下げ式で挿
入され、そして貫通孔５の部分に対向させられる。

この状態でボイラ７に送る燃料、空気、給水の圧力、流
量等を制御し、該ボイラ７の運転を行なう。

すなわち給水によりボイラ水２８を水室２２から蒸気ド
ラム室２７へと流入させると共に、燃料と空気との混合
体をバーナ２０から噴射させて燃焼室１８内で燃焼させ
ている。

この燃焼により水冷壁１７を介して水室２２内のボイラ
水２８が予熱され、以って予熱されたボイラ水２８が蒸
気ドラム室２７に貯えられることになる。

燃焼により生じた燃焼ガス３４は噴射孔１９から蒸気ド
ラム室２７内のボイラ水２８に向けて噴射される。

この燃焼ガス３４の熱をボイラ水２８に直接に与える沸
騰熱伝達により蒸気を発生させる。

この蒸気と燃焼ガス３４とが混合した加熱流体３５は上
昇し、そして導管３１を通して加熱流体室２６に導がれ
る。

そして加熱流体３５は、噴射孔３３を通して噴射され、
貯通孔５を通して油層１に圧入されて重質油を加熱軟化
させる。

前記分岐管４４は空気供給管１２に設け、燃焼室１８に
送り入む空気の一部によって各保護ケース４３内を冷却
しあるいは外部から断熱するようにすることもできる。

なお水冷と空冷とでは夫々得失がある。

すなわち、水冷の場合は給水ポンプ１３により加圧して
も温度上昇がなく、冷却効果が大であるが、空冷のとき
は加圧による温度上昇が大であるので、分岐管４４にク
ーラーが必要となる場合も生ずる。

また、冷却水はそのまま油層１に排出して何等問題ない
が、空気の場合は、量的には少ないものの、加熱されて
高温になっている油層１に排出され、火災、爆発を生じ
ることのないよう配慮する必要もある。

また、水冷の方が空冷に比してシールが容易である。

反対に、水は熱伝導率が高く、多量の冷却水が必要とな
るが、空気は断熱効果が高いため冷却用流体としては有
利である。

また空気は冷却を要する機器に接しても影響を与えない
が、水は機器内部に腐蝕や絶縁不良を起こすことがない
様、機器を十分シールしておく必要がある。

以上を総合すると。

水冷の方が勝るも′ｉのと考えられる。本考案に係る油
田用地下ボイラの制御機器保護装置は、以上のように実
施できるものであって、ボイラの本体および本体附近に
設置される各種の制御機器を周囲の高熱から確実に保護
できるため長期に亙るボイラの連続運転が可能となる。

また冷却用流体としてボイラに供給する水または空気の
一部を利用するので、地上から別の冷却用流体の配管を
する必要がない。

また、冷却用流体をボイラ手前で分岐させているため、
常温近辺の冷却用流体がボイラ負荷に影響されることな
く、多量に使用できる。

更に冷却用流体はボイラ本体の給水経路または空気供給
経路からの分岐管を通り、油層の圧力より高圧で供給さ
れるから、そのまま油層に排出し得るため、冷却用流体
の回収管も不要で、構造が簡単となり、熱的にも無駄が
なく、極めて効率のよい油田用地下ボイラの制御機器保
護装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は油田用地下ボイラの説明図、第２図は本考案の
実施例を示す断面図である。 １・・・・・・油層、３・・・・・・油田用地下ボイラ
、９・・・・・・燃料供給管、１２・・・・・・空気供
給管、１４・・・・・・給水管、３１・・・・・・可熱
流体導管、３８，３９，４０．４１・・・・・・圧力制
御弁、４２・・・・・・水位検出器４３・・・・・・保
護ケース、４４・・・・・・分岐管、４６・・・・・・
逆止弁、４７・・・・・・再分岐管。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 坑井内に設けられ油層に加熱流体を圧入する油田用地下
   ボイラにおいて、ボイラの本体および本体附近に設置さ
   れる制御機器を夫々保護ケースに収容し、ボイラの給水
   経路または空気供給経路にボイラの手前から分岐して設
   けた分岐管をこの保護ケースに連通せしめてなる油田用
   地下ボイラの制御機器保護装置。